Isabell Zeitler, 22, studiert Biomedical Engineering an der THI. In ihrer Bachelorarbeit hat sie selbstständig ein EEG-Gerät entwickelt – eine Platine, die Gehirnströme misst und Konzentration sichtbar macht. Technik und Biologie greifen dabei nahtlos ineinander.

Wenn Isabell Zeitler ganz bei sich ist, hebt sich ein kleiner Ball langsam in einer schmalen Röhre. Keine Telepathie – sondern ein fein abgestimmtes Zusammenspiel aus Elektronik, Software, Mathematik und viel technischem Know-how. Die Platine, auf der all das basiert, hat sie selbst entwickelt. Sie misst elektrische Aktivität im Gehirn und zeigt, wie konzentriert ein Mensch gerade ist.

Foto: THI. Konzentriert sich Isabell Zeitler stärker, steigt die Kugel in der Röhre weiter nach oben

Die 22-Jährige studiert im achten Semester Biomedical Engineering an der Technischen Hochschule Ingolstadt. „Bio und Medizin haben mich schon immer interessiert“, sagt sie. Ihre Mutter arbeitet als Krankenschwester – der Wunsch, Menschen mithilfe technischer Lösungen zu unterstützen, entstand daher früh. Ein Studiengang, der beides verbindet, lag für sie nahe.

„Ich mag die Kombination“, sagt sie über ihre Studieninhalte. Theorie, Anwendung, etwas Handwerk – das liegt ihr. Während ihres Praxissemesters bei Sasse Elektronik in Schwabach lötete sie Platinen, arbeitete mit verschiedenen Teams und lernte die Abläufe in einer interdisziplinären Entwicklungsabteilung kennen. „Ich konnte überall mit reinschauen.“ Diese Neugier zieht sich durch ihre gesamte Ausbildung.

Bereits im sechsten Semester entwickelte sie in einem Gruppenprojekt mit anderen Studierenden ein eigenes EKG-System. Dafür braucht es Elektroden, eine Verstärkerschaltung und einen Mikrocontroller, um am Ende aus dem gemessenen Signal die Herztätigkeit abbilden zu können. Technisch komplex, feinmotorisch herausfordernd. „Löten erfordert volle Konzentration“, sagt sie. Diese Erfahrung war der Ausgangspunkt für ihre Bachelorarbeit.

Auslöser war das Spiel „Mindflex“, bei dem ein Ball durch mentale Fokussierung gesteuert wird. Die Idee ließ sie nicht mehr los: Wie misst man Konzentration zuverlässig – und wie lässt sich das sichtbar machen?

Sie begann mit dem Bau eines EEG-Geräts – einer Schaltung, die Hirnströme erfasst und Alpha- sowie Beta-Wellen unterscheidet. Denn: Überwiegen die Beta-Wellen, ist die Person aufmerksam. Im Unterschied zum EKG, das mit Spannungen im Millivolt Bereich arbeitet, erfordert die Erfassung von EEG-Signalen empfindliche Elektronik – denn hier geht es um Mikrovolt. „Die Schaltung muss besonders fein reagieren“, erklärt Isabell. Sie entwarf mehrere Varianten, optimierte Filter und Verstärkungsstufen und kalibrierte das System. Hirnströme sind individuell – das Gerät muss auf die Muster der jeweiligen Testperson abgestimmt werden.

In mehreren Testläufen variierte sie gezielt ihr Aufmerksamkeitsniveau – mit Musik, kognitiven Aufgaben und Phasen der Entspannung. Die aufgezeichneten Signale zeigten ein eindeutiges Muster. Das Ergebnis: ein kompaktes, präzise arbeitendes System, das Konzentration sichtbar macht.

Foto: THI. Das Ganze funktioniert durch ein fein abgestimmtes Zusammenspiel aus Elektronik, Software und Mathematik

Was sie daran besonders reizt? „Dass sich biologische Prozesse in technische Systeme übersetzen lassen“, sagt sie. Und dass daraus ein Werkzeug entsteht, das Menschen hilft, ihre geistige Leistungsfähigkeit besser zu verstehen. Genau dieser Gedanke hat sie von Anfang an für ihr Studium begeistert.

Quelle: Technische Hochschule Ingolstadt